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據(jù)外媒報(bào)道，由大邱慶北科學(xué)技術(shù)院（DGIST）研究人員負(fù)責(zé)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新概念系統(tǒng)，可以大幅提高下一代電池的穩(wěn)定性和使用壽命。預(yù)計(jì)該系統(tǒng)可以將靜態(tài)的液體電解質(zhì)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，從而解決枝晶生長(zhǎng)問題，將有助于加速下一代電池的商業(yè)化進(jìn)程。

目前，在電動(dòng)汽車中，大多數(shù)商用電池都使用石墨負(fù)極。但是，石墨負(fù)極比較重，而且在電池內(nèi)部占據(jù)了大量空間，限制了能量密度。這使電池?zé)o法長(zhǎng)期運(yùn)行，因此需要更輕、更小的負(fù)極材料。

作為下一代負(fù)極材料，鋰金屬日益受到關(guān)注，因其可以解決這些問題。然而，在鋰電池充電過(guò)程中，鋰金屬負(fù)極表面容易生長(zhǎng)枝晶，使其商業(yè)化進(jìn)程受到影響。這往往嚴(yán)重依賴于電解質(zhì)中的離子傳輸現(xiàn)象。換句話說(shuō)，當(dāng)離子的傳輸速度越快，更加均勻時(shí)，枝晶生長(zhǎng)更容易控制。因此，為了抑制枝晶生長(zhǎng)，需要提出一種更快、更均勻的離子傳輸方法。

該團(tuán)隊(duì)制作了一種納米自旋棒（NSB），可以對(duì)外部磁場(chǎng)做出反應(yīng)，使電池中的靜態(tài)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)狀態(tài)，并將其置入電解質(zhì)溶液中，產(chǎn)生微對(duì)流。事實(shí)上，通過(guò)施加外部旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)遠(yuǎn)程傳輸動(dòng)力，可以旋轉(zhuǎn)分布在整個(gè)電解質(zhì)中的NSB。與之前的方法相比，這項(xiàng)工作可以促進(jìn)離子快速傳輸，同時(shí)將離子擴(kuò)散降低約32%，從而實(shí)現(xiàn)均勻的離子傳輸。

通過(guò)應(yīng)用磁性納米顆粒（NSB）和外加磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)離子傳輸，可以促進(jìn)快速均勻地傳輸鋰離子，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證在高充電速率下，也能有效控制枝晶的形成和生長(zhǎng)。將NSB添加到其他電解質(zhì)中也能起到同樣的效果。如果使用該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的電解質(zhì)來(lái)制造鋰金屬電池，并在外部施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比可大幅提高電池壽命。

DGIST能源科學(xué)與工程系Lee Hong-kyung教授表示：“這是一種新概念電解質(zhì)系統(tǒng)，可以創(chuàng)造出以前從未嘗試過(guò)的動(dòng)態(tài)電解質(zhì)，并通過(guò)使用磁性納米顆粒改變電解質(zhì)研究的范式。這種概念可以立即應(yīng)用到使用液體電解質(zhì)的各種電化學(xué)系統(tǒng)。”

原標(biāo)題： DGIST開發(fā)動(dòng)態(tài)電解質(zhì) 以解決電池的枝晶生長(zhǎng)問題